Question

（12分）化合物K_aFe_b(C₂O₄)_c·dH₂O（其中铁为正三价）是重要的光化学试剂。通过下述实验确定该晶体的组成。

步骤a：称取该样品4.91g溶于水中配成250mL溶液，取出25mL溶液，向其中加入过量的NaOH溶液，将沉淀过滤，洗涤，高温灼烧至质量不再改变，称量其固体的质量为0.08g。

步骤b：另取出25mL溶液，加入适量稀H₂SO₄溶液，用0.050 mol·L^－1KMnO₄溶液滴定，到达滴定终点时，消耗KMnO₄溶液24.00mL。

已知：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂+8H₂O

（1）草酸(H₂C₂O₄)为二元弱酸，其一级电离的方程式为             。草酸的Ka₁约为Ka₂的1000倍，可能的原因是           。

（2）滴定终点观察到的现象为                 。

（3）通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。

Answer

（12分）

（1）H2C2O4HC2O4—+H+；HC2O4—形成分子内氢键

（2）最后1滴KMnO4溶液滴入后，溶液变为浅红色，且半分钟内不变色。

（3）步骤a中高温灼烧至质量不再改变，称量出的0.08g固体为Fe2O3，则在250 mL溶液中，n（Fe3+）=2n（Fe2O3）=×=0.01 mol，

步骤b中，根据反应2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═2MnSO4+K2SO4+10CO2+8H2O可知，250mL待测液中：n（C2O42-）=n（KMnO4）××=0.050mol/L×24.00×10-3L××10=0.03 mol，

根据电荷守恒n（K+）+3n（Fe3+）=2n（C2O42-）可得：n（K+）=0.03 mol，

样品中含有水的质量为：m（H2O）=（4.91g-39g•mol-1×0.03mol-56g•mol-1×0.01mol-88g•mol-1×0.03mol）=0.54g，水的物质的量为：n（H2O）==0.03 mol，

故化合物KaFeb（C2O4）c•dH2O中：n（K+）：n（Fe3+）：n（C2O42-）：n（H2O）=3：1：3：3

所以该化合物的化学式为：K3Fe（C2O4）3•3H2O

【解析】

试题分析：（1）草酸（H2C2O4）为二元弱酸，其一级电离的方程式为：H2C2O4HC2O4-+H+；由于HC2O4-形成分子内氢键，增大了二级电离的难度，所以酸的Ka1约为Ka2的1000倍，故填：H2C2O4HC2O4-+H+；HC2O4-形成分子内氢键；

（2）用0.050mol•L-1KMnO4溶液滴定草酸溶液，滴定结束前溶液为无色，结束后溶液会变为浅红色，则滴定终点的现象为：最后1滴KMnO4溶液滴入后，溶液变为浅红色，且半分钟内不变色，故填：最后1滴KMnO4溶液滴入后，溶液变为浅红色，且半分钟内不变色；

（3）步骤a中高温灼烧至质量不再改变，称量出的0.08g固体为Fe2O3，则在250 mL溶液中，n（Fe3+）=2n（Fe2O3）=×=0.01 mol，

步骤b中，根据反应2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═2MnSO4+K2SO4+10CO2+8H2O可知，250mL待测液中：n（C2O42-）=n（KMnO4）××=0.050mol/L×24.00×10-3L××10=0.03 mol，

根据电荷守恒n（K+）+3n（Fe3+）=2n（C2O42-）可得：n（K+）=0.03 mol，

样品中含有水的质量为：m（H2O）=（4.91g-39g•mol-1×0.03mol-56g•mol-1×0.01mol-88g•mol-1×0.03mol）=0.54g，水的物质的量为：n（H2O）==0.03 mol，

故化合物KaFeb（C2O4）c•dH2O中：n（K+）：n（Fe3+）：n（C2O42-）：n（H2O）=3：1：3：3，

所以该化合物的化学式为：K3Fe（C2O4）3•3H2O

答：该化合物的化学式为K3Fe（C2O4）3•3H2O

考点：考查了物质化学式的确定和滴定实验的相关知识。